不飽和度計算

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1、簡述　　不飽和度(英文名稱:Degreeofunsaturation)，又稱缺氫指數(shù)或者環(huán)加雙鍵指數(shù)（indexofhydrogendeficiency(IHD)orringsplusdoublebonds）是有機(jī)物分子不飽和程度的量化標(biāo)志，用希臘字母Ω表示，在有機(jī)化學(xué)中用來幫助畫化學(xué)結(jié)構(gòu)。不飽和度公式可以幫助使用者確定要畫的化合物有多少個環(huán)、雙鍵、和叁鍵，但不能給出環(huán)或者雙鍵或者叁鍵各自的確切數(shù)目，而是環(huán)和雙鍵以及兩倍叁鍵（即叁鍵算2個不飽和度）的數(shù)目總和。最終結(jié)構(gòu)需要借助于核磁共振（NMR），質(zhì)譜和紅外光譜（IR）以及其他的信息來確認(rèn)。編輯本段不飽和度的計算方法從有機(jī)物分子結(jié)

2、構(gòu)計算不飽和度的方法　　根據(jù)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)計算，Ω=雙鍵數(shù)+叁鍵數(shù)×2+環(huán)數(shù)　　如苯：Ω=3+0×2+1=4即苯可看成三個雙鍵和一個環(huán)的結(jié)構(gòu)形式?！　⊙a充理解說明：　　單鍵對不飽和度不產(chǎn)生影響，因此烷烴的不飽和度是0（所有原子均已飽和）。　　一個雙鍵（烯烴、亞胺、羰基化合物等）貢獻(xiàn)1個不飽和度?！　∫粋€叁鍵（炔烴、腈等）貢獻(xiàn)2個不飽和度?！　∫粋€環(huán)（如環(huán)烷烴）貢獻(xiàn)1個不飽和度。環(huán)烯烴貢獻(xiàn)2個不飽和度?！　∫粋€苯環(huán)貢獻(xiàn)4個不飽和度?！　∫粋€碳氧雙鍵貢獻(xiàn)1個不飽和度?！　∫粋€-NO2貢獻(xiàn)1個不飽和度。　　例子：丙烯的不飽和度為1，乙炔的不飽和度為2，環(huán)己酮的不飽和度也為2。從分子式計

3、算不飽和度的方法　　第一種方法為通用公式：　　Ω=1+1/2∑Ni(Vi-2)　　其中，Vi代表某元素的化合價，Ni代表該種元素原子的數(shù)目，∑代表總和。這種方法適用于復(fù)雜的化合物?！　〉诙N方法為只含碳、氫、氧、氮以及單價鹵素的計算公式：　　Ω=C+1－(H－N)/2　　其中，C代表碳原子的數(shù)目，H代表氫和鹵素原子的總數(shù)，N代表氮原子的數(shù)目，氧和其他二價原子對不飽和度計算沒有貢獻(xiàn)，故不需要考慮氧原子數(shù)。這種方法只適用于含碳、氫、單價鹵素、氮和氧的化合物?！　〉谌N方法簡化為只含有碳C和氫H或者氧的化合物的計算公式：　　Ω=(2C+2－H)/2　　其中C和H分別是碳原子和氫原子的數(shù)

4、目。這種方法適用于只含碳和氫或者氧的化合物?！　⊙a充理解說明：　　（1）若有機(jī)物為含氧化合物，因為氧為二價，C=O與CH2“等效”，所以在進(jìn)行不飽和度計算時可不考慮氧原子?！　∪鏑H2=CH2（乙烯）、CH3CHO（乙醛）、CH3COOH（乙酸）的不飽和度Ω為1。　?。?）有機(jī)物分子中的鹵素原子取代基，可視作氫原子計算不飽和度Ω?！　∪纾篊2H3Cl的Ω為1，其他基團(tuán)如-NH2、-SO3H等都視為氫原子?！　。?）碳的同素異形體，可將其視作氫原子數(shù)為0的烴?！　∪鏑60（足球烯，或者富勒烯，Buckminsterfullerene)　?。?）烷烴和烷基的不飽和度Ω=0　　如CH4

5、（甲烷）　?。?）有機(jī)物分子中含有N、P等三價原子時，每增加1個三價原子，則等效為減少1個氫原子?！　∪?，CH3NH2（氨基甲烷）的不飽和度Ω=0?！　。?）C=C碳碳雙鍵的不飽和度Ω=1；碳碳叁鍵的不飽和度Ω=2?！　。?）立體封閉有機(jī)物分子（多面體或籠狀結(jié)構(gòu)）不飽和度的計算，其成環(huán)的不飽和度比面數(shù)少數(shù)1?！　∪缌⒎酵槊鏀?shù)為6，其不飽和度Ω=6－1=5編輯本段不飽和度計算的用途　　不飽和度在有機(jī)化學(xué)中主要有兩個用途:檢查對應(yīng)結(jié)構(gòu)的分子式是否正確　　有機(jī)題中經(jīng)常有一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，要求寫分子式或判斷給出的分子式是否正確，這時就可以利用不飽和度來檢查：　　先寫出分子式，然后根據(jù)分

6、子式計算不飽和度，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)不飽和度，若相等，則說明分子式正確。例如：甲苯的分子式為C7H8，計算出不飽和度為4，而雙鍵（其實不是雙鍵，但在計算不飽和度時可以看作雙鍵）和環(huán)的不飽和度都是1，所以總的為4。根據(jù)不飽和度推測分子式可能具有的結(jié)構(gòu)　　例如，某烴分子結(jié)構(gòu)中含有一個苯環(huán)，兩個碳碳雙鍵和一個碳碳三鍵，它的分子式可能是（）　　A、C9H12B、C17H2OC、C20H3OD、C12H2O　　解析：該烴的不飽和度為1+3+2*1+2=8A選項:(9*2+2-12)/2=4B選項:(17*2+2-20)/2=8C選項:(20*2+2-30)/2=6D選項:(12*2+2-20)

7、/2=3由此看到B選項為正確答案。編輯本段不飽和度的數(shù)學(xué)解釋　　不飽和度這個概念實際上可以擴(kuò)展到任意的無向圖上，并利用圖論進(jìn)行證明。詳細(xì)的證明請看參考資料[1]。